In general terms, supercritical flu

In general terms, supercritical fluids have properties between those of a gas and a liquid. In Table 1, the critical properties are shown for some components, which are commonly used as supercritical fluids.In addition, there is no surface tension in a supercritical fluid, as there is no liquid/gas phase boundary. By changing the pressure and temperature of the fluid, the properties can be "tuned" to be more liquid- or more gas-like. One of the most important properties is the solubility of material in the fluid. Solubility in a supercritical fluid tends to increase with density of the fluid (at constant temperature). Since density increases with pressure, solubility tends to increase with pressure. The relationship with temperature is a little more complicated. At constant density, solubility will increase with temperature. However, close to the critical point, the density can drop sharply with a slight increase in temperature. Therefore, close to the critical temperature, solubility often drops with increasing temperature, then rises again.[2]
All supercritical fluids are completely miscible with each other so for a mixture a single phase can be guaranteed if the critical point of the mixture is exceeded. The critical point of a binary mixture can be estimated as the arithmetic mean of the critical temperatures and pressures of the two components,
Tc(mix) = (mole fraction A) x TcA + (mole fraction B) x TcB.
For greater accuracy, the critical point can be calculated using equations of state, such as the Peng Robinson, or group contribution methods. Other properties, such as density, can also be calculated using equations of state.[3]
Figures 1 and 2 show projections of a phase diagram. In the pressure-temperature phase diagram (Fig. 1) the boilingseparates the gas and liquid region and ends in the critical point, where the liquid and gas phases disappear to become a single supercritical phase. This can be observed in the density-pressure phase diagram for carbon dioxide, as shown in Figure 2. At well below the critical temperature, e.g., 280K, as the pressure increases, the gas compresses and eventually (at just over 40 bar) condenses into a much denser liquid, resulting in the discontinuity in the line (vertical dotted line). The system consists of 2 phases in equilibrium, a dense liquid and a low density gas. As the critical temperature is approached (300K), the density of the gas at equilibrium becomes higher, and that of the liquid lower. At the critical point, (304.1 K and 7.38 MPa (73.8 bar)). there is no difference in density, and the 2 phases become one fluid phase. Thus, above the critical temperature a gas cannot be liquefied by pressure. At slightly above the critical temperature (310K), in the vicinity of the critical pressure, the line is almost vertical. A small increase in pressure causes a large increase in the density of the supercritical phase. Many other physical properties also show large gradients with pressure near the critical point, e.g. viscosity, the relative permittivity and the solvent strength, which are all closely related to the density. At higher temperatures, the fluid starts to behave like a gas, as can be seen in Figure 2. For carbon dioxide at 400 K, the density increases almost linearly with pressure.
Many pressurised gases are actually supercritical fluids. For example, nitrogen has a critical point of 126.2K (- 147 °C) and 3.4 MPa (34 bar). Therefore, nitrogen (or compressed air) in a gas cylinder above this pressure is actually a supercritical fluid. These are more often known as permanent gases. At room temperature, they are well above their critical temperature, and therefore behave as a gas, similar to CO2 at 400K above. However, they cannot be liquified by pressure unless cooled below their critical temperature.
Thermodynamics[edit]
In recent years, a significant effort has been devoted to investigation of various properties of supercritical fluids. This has been an exciting field with a long history since 1822 when Baron Charles Cagniard de la Tour discovered supercritical fluids while conducting experiments involving the discontinuities of the sound in a sealed cannon barrel filled with various fluids at high temperature. More recently, supercritical fluids have started to be deployed in several important applications, ranging from the extraction of floral fragrance from flowers to applications in food science such as creating decaffeinated coffee, functional food ingredients, pharmaceuticals, cosmetics, polymers, powders, bio- and functional materials, nano-systems, natural products, biotechnology, fossil and bio-fuels, microelectronics, energy and environment. Much of the excitement and interest of the past decade is due to the enormous progress made in increasing the power of relevant experimental tools. The development of new experimental methods and improvement of existing ones continues to play an important role in this field, with recent research focusing on dynamic properties of fluids.
Dima Bolmatov, V. V. Brazhkin and K. Trachenko discovered that specific heat shows a crossover between two different dynamic regimes of the low-temperature rigid-liquid and high temperature non-rigid gas-like fluid.[4] Rigid liquids are rigid like a solid on short time scales, but flow like a liquid on long time scales;[5] while a supercritical gas-like fluid has the dynamic motions of a gas but is able to dissolve materials, like a liquid. The crossover challenges the currently held belief that no difference can be made between a gas and a liquid above the critical point and that the supercritical state is homogeneous in terms of physical properties. Bolmatov with colleagues formulated a theory of system thermodynamics and heat capacity above the crossover. In that theory, energy and heat capacity are governed by the minimal length of the longitudinal mode in the system only, and do not depend on system-specific structure and interactions. Dima Bolmatov with colleagues predicted relationship between supercritical exponents of heat capacity and viscosity and derived a power law for the supercritical state.[6]
Hydrothermal circulation occurs within the Earth's crust wherever fluid becomes heated and begins to convect. These fluids are thought to reach supercritical conditions under a number of different settings, such as in the formation of porphyry copper deposits or high temperature circulation of seawater in the sea floor. At mid-ocean ridges, this circulation is most evident by the appearance of hydrothermal vents known as "black smokers". These are large (metres high) chimneys of sulfide and sulfate minerals which vent fluids up to ~400 °C. The fluids appear like great black billowing clouds of smoke due to the precipitation of dissolved metals in the fluid. It is likely that at depth many of these vent sites reach supercritical conditions, but most cool sufficiently by the time they reach the sea floor to be subcritical. One particular vent site, Turtle Pits, has displayed a brief period of supercriticality at the vent site. A further site, Beebe, in the Cayman Trough, is thought to display sustained supercriticality at the vent orifice.[7]
Planetary atmospheres[edit]
The atmosphere of Venus is 96.5% carbon dioxide and 3.5% nitrogen. The surface pressure is 9.3 MPa (93 bar) and the surface temperature is 735 K, above the critical points of both major constituents and making the surface atmosphere a supercritical fluid.
The interior atmospheres of the solar system's gas giant planets are composed mainly of hydrogen and helium at temperatures well above their critical points. The gaseous outer atmospheres of Jupiter and Saturn transition smoothly into the fluid interior, while the nature of the transition zones of Neptune and Uranus are unknown. Theoretical models of extrasolar planets 55 Cancri e and Gliese 876 d have posited an ocean of pressurized, supercritical fluid water with a sheet of solid high pressure water ice at the bottom.
Applications[edit]
Supercritical fluid extraction[edit]
The advantages of supercritical fluid extraction (compared with liquid extraction) are that it is relatively rapid because of the low viscosities and high diffusivities associated with supercritical fluids. The extraction can be selective to some extent by controlling the density of the medium and the extracted material is easily recovered by simply depressurizing, allowing the supercritical fluid to return to gas phase and evaporate leaving little or no solvent residues. Carbon dioxide is the most common supercritical solvent. It is used on a large scale for the decaffeination of green coffee beans, the extraction of hops for beer production,[8] and the production of essential oils and pharmaceutical products from plants. A few laboratory test methods include the use of supercritical fluid extraction as an extraction method instead of using traditional solvents.[9][10][11]
Supercritical fluid decomposition[edit]
Supercritical water can be used to decompose biomass via supercritical water gasification of biomass[12] This type of biomass gasification can be used to produce hydrocarbon fuels for use in an efficient combustion device or to produce hydrogen for use in a fuel cell. In the latter case, hydrogen yield can be much higher than the hydrogen content of the biomass due to steam reforming where water is a hydrogen-providing participant in the overall reaction.
Dry-cleaning[edit]
Supercritical carbon dioxide (SCD) can be used instead of PERC (perchloroethylene) or other undesirable solvents for dry-cleaning. Supercritical carbon dioxide sometimesintercalates into buttons, and, when the SCD is depressurized, the buttons pop, or break apart. Detergents that are soluble in carbon dioxide improve the solvating power of the solvent.[13]
Supercritical fluid chromatography[edit]
Supercritical fluid chromatography (SFC) can be used on an analytical scale, where it combines many of the a

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในข้อตกลง ของเหลว supercritical มีคุณสมบัติระหว่างที่เป็นก๊าซและของเหลว ในตารางที่ 1 มีแสดงคุณสมบัติสำคัญสำหรับคอมโพเนนต์บางอย่าง ซึ่งใช้กันโดยทั่วไปเป็นของเหลว supercriticalนอกจากนี้ มีอยู่ผิวไม่ไหล supercritical มีขอบเขตไม่มีเฟสของเหลวและแก๊ส โดยการเปลี่ยนความดันและอุณหภูมิของน้ำ คุณสมบัติได้ "จาก" เพื่อให้ของเหลวเพิ่มมากขึ้น - หรือ เหมือนก๊าซมากขึ้น หนึ่งในคุณสมบัติสำคัญที่สุดคือการละลายของวัสดุในน้ำ ละลายในน้ำมัน supercritical มีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นกับความหนาแน่นของน้ำ (ที่อุณหภูมิคง) เนื่องจากความหนาแน่นเพิ่มขึ้นกับความดัน ละลายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นกับความดัน ความสัมพันธ์กับอุณหภูมิมีความซับซ้อนน้อย ที่ความหนาแน่นคงที่ ละลายจะเพิ่มขึ้นกับอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม ใกล้จุดสำคัญ ความหนาแน่นสามารถปล่อยอย่างรวดเร็ว ด้วยการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในอุณหภูมิ ดังนั้น ใกล้อุณหภูมิสำคัญ ละลายมักลดลง ด้วยการเพิ่มอุณหภูมิ นั้นเพิ่มขึ้นอีก[2]ของเหลว supercritical ทั้งหมดจะสมบูรณ์ miscible กันเพื่อสำหรับส่วนผสมขั้นตอนเดียวสามารถรับประกันถ้า เกินจุดสำคัญของส่วนผสม จุดสำคัญของการผสมผสานระหว่างแบบไบนารีที่สามารถประเมินเป็น arithmetic mean ของสำคัญอุณหภูมิและความดันของส่วนประกอบ 2Tc(mix) = (A เศษส่วนโมล) x TcA + (เศษโมล B) x TcBความถูกต้องมากขึ้น จุดสำคัญสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการของรัฐ เช่นโรบินสัน Peng หรือวิธีการจัดสรรของกลุ่ม นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณคุณสมบัติอื่น ๆ เช่นความหนาแน่น ใช้สมการของรัฐ[3]ตัวเลข 1 และ 2 แสดงประมาณของเฟสไดอะแกรม ในระยะความดันอุณหภูมิไดอะแกรมกิน 1) boilingseparates ภาคของเหลวและก๊าซและสิ้นสุดในจุดสำคัญ เฟสของเหลวและก๊าซหายไปเป็น เฟส supercritical เดียวที่ นี้จะสังเกตได้จากในไดอะแกรมสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ระยะความหนาแน่นความดันดังแสดงในรูปที่ 2 ที่ดีต่ำกว่าอุณหภูมิสำคัญ เช่น 280K เป็นความดันเพิ่ม ก๊าซนั่น แล้วในที่สุด (ที่บาร์มากกว่า 40) มีการควบแน่นเป็นของเหลวมาก denser ในโฮในบรรทัด (แนวเส้น) ระบบประกอบด้วย 2 ระยะในสมดุล ของเหลวความหนาแน่นสูง และก๊าซความหนาแน่นต่ำ เป็นอุณหภูมิสำคัญคือเวลา (300K), ความหนาแน่นของแก๊สที่สมดุลจะสูงขึ้น และที่ของของเหลวลดลง จุดสำคัญ, (304.1 K และแรง 7.38 (73.8 บาร์)) ไม่แตกต่างในความหนาแน่น และระยะ 2 เป็น ระยะหนึ่งของเหลว จึง เหนืออุณหภูมิสำคัญ ก๊าซไม่สามารถหมุน โดยแรงดัน ที่เล็กน้อยเหนืออุณหภูมิสำคัญ (310K), ตั้งความดันสำคัญ บรรทัดได้ดิ่ง เพิ่มความดันมีขนาดเล็กทำให้เพิ่มขนาดใหญ่ในความหนาแน่นของเฟส supercritical คุณสมบัติทางกายภาพหลายอื่น ๆ แสดงไล่ ด้วยความดันใกล้จุดสำคัญ เช่นความหนืด permittivity ญาติ และความแข็ง แรงเป็นตัวทำละลาย ซึ่งเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นทั้งหมดอย่างใกล้ชิด ที่อุณหภูมิสูง น้ำเริ่มทำงานเช่นก๊าซ ที่สามารถเห็นได้ในรูปที่ 2 สำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ 400 K ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเกือบเชิงเส้นกับความกดดันก๊าซหลาย pressurised supercritical จริงของเหลวได้ ตัวอย่าง ไนโตรเจนมีจุดสำคัญของ 126.2K (-147 ° C) และ 3.4 แรง (34 บาร์) ดังนั้น ไนโตรเจน (หรือลม) ในถังแก๊สด้านบนแรงดันนี้เป็นจริงไหล supercritical บ่อยเหล่านี้ทราบว่าเป็นก๊าซอย่างถาวร ที่อุณหภูมิห้อง มีดีเหนืออุณหภูมิความสำคัญ และดังนั้น ทำงานเป็นแก๊ส คล้ายกับ CO2 ที่ 400K ข้างทาง อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่สามารถ liquified โดยความดันนอกจากระบายความร้อนด้วยด้านล่างอุณหภูมิความสำคัญอุณหพลศาสตร์ [แก้ไข]ในปีที่ผ่านมา ความพยายามที่สำคัญมีการทุ่มเทเพื่อการตรวจสอบคุณสมบัติต่าง ๆ ของของเหลว supercritical นี้แล้วฟิลด์น่าตื่นเต้น มีประวัติยาวนานตั้งแต่ 1822 เมื่อบารอนชาร์ลส์ Cagniard เดอลาทัวร์พบ supercritical ของเหลวขณะทำการทดลองที่เกี่ยวข้องกับ discontinuities เสียงในกระบอกปืนใหญ่ปิดผนึกเต็มไป ด้วยของเหลวต่าง ๆ ที่อุณหภูมิสูง เมื่อเร็ว ๆ นี้ ของเหลว supercritical ได้เริ่มต้นการจัดวางในหลายโปรแกรมประยุกต์ที่สำคัญ ตั้งแต่การสกัดกลิ่นดอกไม้จากดอกไม้การประยุกต์ในวิทยาศาสตร์การอาหารเช่นการสร้างไม่มีกาเฟอีนกาแฟ วัตถุดิบทำอาหาร ยา เครื่องสำอาง โพลิเมอร์ ผง ไบโอ - และวัสดุทำงาน ระบบนาโน ธรรมชาติ เทคโนโลยีชีวภาพ ฟอสซิ และชีวะ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ พลังงาน และสิ่งแวดล้อม ความตื่นเต้นมากและสนใจของทศวรรษมีเนื่องจากการคืบหน้าอย่างมากในการเพิ่มพลังของเครื่องมือทดลองที่เกี่ยวข้อง การพัฒนาวิธีใหม่ทดลองและปรับปรุงอยู่ยังมีบทบาทสำคัญในฟิลด์นี้ มีงานวิจัยล่าสุดที่เน้นคุณสมบัติแบบไดนามิกของของเหลวBolmatov ลไซด์ V. V. Brazhkin และ Trachenko คุณพบความร้อนเฉพาะที่แสดงแบบไขว้ระหว่างสองระบอบแบบไดนามิกแตกต่างกันของแข็งของเหลว และสูงอุณหภูมิอุณหภูมิต่ำไม่แข็งเหมือนก๊าซเหลว[4] ของเหลวแข็งจะแข็งเหมือนของแข็งในเวลาระยะสั้น แต่กระแสเช่นน้ำยาบนยาวเวลาสมดุล[5] ขณะไหลเหมือนแก๊ส supercritical เคลื่อนไหวแบบไดนามิกของก๊าซได้ แต่สามารถละลายวัสดุ เช่นน้ำยา ไขว้ท้าทายความเชื่อในปัจจุบันจัดขึ้นที่สามารถทำได้ไม่แตกต่างระหว่างก๊าซกับของเหลวเหนือจุดสำคัญ และว่า supercritical รัฐเหมือนในด้านคุณสมบัติทางกายภาพ Bolmatov กับเพื่อนร่วมงานสูตรทฤษฎีอุณหพลศาสตร์ของระบบและความจุความร้อนข้างไขว้ ในที่ ทฤษฎี พลังงาน และความร้อนจำเพาะเป็นไปตามความยาวที่น้อยที่สุดของโหมดระยะยาวในระบบเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับเฉพาะระบบโครงสร้างและการโต้ตอบ Bolmatov ลไซด์กับเพื่อนร่วมงานคาดว่า ความสัมพันธ์ระหว่าง supercritical เลขชี้กำลังของความร้อนจำเพาะและความหนืด และมากฎหมายอำนาจรัฐ supercritical[6]Hydrothermal หมุนเวียนเกิดขึ้นภายในเปลือกโลกไหนก็ได้ของเหลวกลายเป็นความร้อน และเริ่ม convect ของเหลวเหล่านี้จะคิดถึง supercritical เงื่อนไขภายใต้การตั้งค่าแตกต่างกัน เช่นในการก่อตัวของเงินฝาก porphyry ทองแดงหรืออุณหภูมิสูงการไหลเวียนของน้ำทะเลในพื้นทะเล ที่สันเขา mid-ocean ไหลเวียนนี้จะชัด โดยลักษณะของช่อง hydrothermal ที่เรียกว่า "ดำผู้สูบบุหรี่" เหล่านี้มีขนาดใหญ่ (เมตรสูง) ปล่องไฟของแร่ซัลไฟด์และซัลเฟตที่ระบายของเหลวถึง ~ 400 องศาเซลเซียส ของเหลวปรากฏเช่นมากดำโปร่งมีคลื่นเมฆควันเนื่องจากฝนของโลหะที่ละลายในน้ำ เป็นไปได้ว่า ที่ความลึกของไซต์เหล่านี้ระบายถึงเงื่อนไข supercritical แต่เย็นมากที่สุดตามเวลาพอจะถึงพื้นทะเลจะ subcritical หนึ่งระบายเฉพาะไซต์ เต่าหลุม ได้แสดง supercriticality ช่วงสั้น ๆ ที่จะระบาย ไซต์เพิ่มเติม Beebe ในรางเคย์ เป็นความคิดเพื่อแสดง sustained supercriticality ที่ orifice ระบาย[7]บรรยากาศดาวเคราะห์ [แก้ไข]บรรยากาศของดาวศุกร์เป็น 96.5% ไนโตรเจน 3.5% และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดันพื้นผิวเป็นแรง 9.3 (93 บาร์) และอุณหภูมิพื้นผิว 735 K เหนือจุดสำคัญทั้ง constituents สำคัญและทำให้บรรยากาศผิวน้ำมัน supercriticalบรรยากาศภายในของระบบสุริยะดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซจะประกอบด้วยส่วนใหญ่ของไฮโดรเจนและฮีเลียมที่อุณหภูมิเหนือจุดที่สำคัญของพวกเขาดี บรรยากาศภายนอกเป็นต้นของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เปลี่ยนได้อย่างราบรื่นในภายในของเหลว ในขณะที่ธรรมชาติของโซนช่วงการเปลี่ยนภาพของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนจะไม่รู้จัก ทฤษฎีแบบจำลองของดาวเคราะห์นอกระบบ 55 Cancri e อย่างไร Gliese 876 d ได้ posited มหาสมุทรน้ำของเหลวทางหนี supercritical ด้วยแผ่นน้ำแข็งน้ำแรงดันสูงทึบที่ด้านล่างโปรแกรมประยุกต์ [แก้ไข]สกัดของเหลว supercritical [แก้ไข]ข้อดีของการแยกของเหลว supercritical (เปรียบเทียบกับการสกัดของเหลว) จะว่า มันเป็นอย่างรวดเร็วค่อนข้างต่ำ viscosities และ diffusivities สูงที่เกี่ยวข้องกับของเหลว supercritical สกัดสามารถใช้บ้าง โดยการควบคุมความหนาแน่นของสื่อ และวัสดุที่แยกได้ง่าย โดยเพียง depressurizing ให้น้ำ supercritical เพื่อกลับไปยังระยะก๊าซ และระเหยออกน้อย หรือไม่มีตัวทำละลายตก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวทำละลายที่ supercritical ทั่ว ใช้ในพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับ decaffeination ของเมล็ดกาแฟสีเขียว การสกัดข้ามสำหรับการผลิตเบียร์, [8] และการผลิตน้ำมันและผลิตภัณฑ์ยาจากพืช วิธีการทดสอบปฏิบัติกี่รวมใช้แยกของเหลว supercritical เป็นวิธีสกัดแทนการใช้แบบดั้งเดิมหรือสารทำละลาย[9][10][11]แยกส่วนประกอบของเหลว supercritical [แก้ไข]สามารถใช้น้ำ supercritical จะเปื่อยชีวมวลผ่านการแปรสภาพเป็นแก๊สน้ำ supercritical ของชีวมวล [12] สามารถใช้ชนิดของการแปรสภาพเป็นแก๊สชีวมวล เพื่อผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนสำหรับใช้ในอุปกรณ์การสันดาปที่มีประสิทธิภาพ หรือ เพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง นเมื่อ ไฮโดรเจนผลตอบแทนได้สูงกว่าไฮโดรเจนเนื้อหาของชีวมวลเนื่องจากไอน้ำปฏิรูปซึ่งน้ำได้ไฮโดรเจนให้เข้าร่วมในปฏิกิริยาโดยรวม[แก้ไข] การซักแห้งสามารถใช้แทน PERC (perchloroethylene) หรือหรือสารทำละลายอื่น ๆ ระวัง supercritical คาร์บอนไดออกไซด์ (SCD) สำหรับซักแห้ง Sometimesintercalates supercritical คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นปุ่ม และ เมื่อ depressurized SCD ปุ่มป๊อบ การแบ่งกัน ผงซักฟอกที่ละลายในคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มพลังงาน solvating ของตัวทำละลาย[13]Supercritical chromatography ของเหลว [แก้ไข]ของเหลว supercritical chromatography (SFC) สามารถใช้ได้กับเครื่องชั่งวิเคราะห์ ซึ่งมันรวมหลายเป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในแง่ทั่วไป , ของไหลยิ่งยวดได้ คุณสมบัติระหว่างของก๊าซและของเหลว ตารางที่ 1 คุณสมบัติที่สำคัญคือ เป็นส่วนประกอบ ซึ่งมักใช้เป็นของเหลวยิ่งยวด นอกจากนี้ มีแรงตึงผิวในของไหลเหนือวิกฤต เนื่องจากไม่มีของเหลว / ก๊าซระยะขอบ โดยการเปลี่ยนความดันและอุณหภูมิของของไหลคุณสมบัติสามารถ " ปรับ " เป็น ของเหลว หรือก๊าซ เช่น หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุด คือ การละลายของวัตถุในของไหล การละลายในของไหลเหนือวิกฤตมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามความหนาแน่นของของเหลว ( อุณหภูมิคงที่ ) เนื่องจากความหนาแน่นเพิ่มขึ้นกับความดัน การละลายมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามความดันความสัมพันธ์กับอุณหภูมิเป็นเพียงเล็กน้อยที่ซับซ้อนมากขึ้น ที่ความหนาแน่นคงที่ การละลายจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม ใกล้จุดวิกฤต ความหนาแน่นจะลดลงอย่างรวดเร็วด้วยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในอุณหภูมิ ดังนั้น , ใกล้อุณหภูมิวิกฤต การละลายมักจะลดลงเมื่อเพิ่มอุณหภูมิก็เพิ่มขึ้นอีกครั้ง [ 2 ]
ของเหลวยิ่งยวดทั้งหมดจะสมบูรณ์ได้ กับแต่ละอื่น ๆเพื่อให้ส่วนผสมเฟสเดียวที่สามารถรับประกันได้ว่า จุดสําคัญของส่วนผสมเกิน จุดที่สำคัญของส่วนผสมไบนารีที่สามารถประเมินเป็นค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิวิกฤตและความกดดันของทั้งสององค์ประกอบ
TC ( ผสม ) = เศษส่วนโมล ( mole ) x TCA ส่วน B ) x TCB .
เพื่อความถูกต้องมากกว่าจุดที่สำคัญที่สามารถคำนวณโดยใช้สมการของรัฐ เช่น เผิง โรบินสัน หรือกลุ่มสนับสนุนวิธีการ คุณสมบัติอื่น ๆเช่น ความหนาแน่น , นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณโดยใช้สมการของรัฐ [ 3 ]
ตัวเลข 1 และ 2 แสดงประมาณการของเฟสไดอะแกรม ในอุณหภูมิและความดันเฟสไดอะแกรม ( รูปที่ 1 ) boilingseparates ของเหลวและก๊าซในภูมิภาค และสิ้นสุดในจุดวิกฤตที่ของเหลวและก๊าซระยะหายไปกลายเป็นเดี่ยว - เฟส นี้สามารถสังเกตได้ในแผนภาพเฟสของความดันคาร์บอนไดออกไซด์ ดังแสดงในรูปที่ 2 ที่ด้านล่างของอุณหภูมิวิกฤตเช่น 280k เป็นการเพิ่มความดัน , ก๊าซอัด และในที่สุด ( ที่เพิ่งผ่าน 40 บาร์ ) จะควบแน่นกลายเป็นของเหลว หนาแน่นมาก ,ส่งผลให้สม่ำเสมอในบรรทัด ( แนวเส้นประ ) ระบบประกอบด้วย 2 ขั้นตอนสมดุลของเหลวความหนาแน่นและความหนาแน่นของก๊าซต่ำ ที่อุณหภูมิวิกฤตจะเข้าหา ( 300 ) , ความหนาแน่นของก๊าซที่สมดุล จะสูงกว่าที่ของของเหลวลดลง ที่จุดวิกฤต ( 304.1 K และ 7.38 เมกกะปาสคาล ( 73.8 บาร์ ) ไม่มีความแตกต่างในความหนาแน่นและระยะที่กลายเป็นของเหลวเฟส ดังนั้น เหนืออุณหภูมิวิกฤตก๊าซไม่สามารถเหลวโดยความดัน ที่ข้างบนเล็กน้อย อุณหภูมิวิกฤต ( 310k ) ในบริเวณใกล้เคียงของความดันวิกฤต บรรทัดเกือบจะเป็นแนวตั้ง เพิ่มขึ้นเล็กน้อย ความดัน สาเหตุการเพิ่มขนาดใหญ่ในความหนาแน่นของเฟส - .คุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆอีกมากมายนอกจากนี้ยังแสดงการไล่ระดับสีขนาดใหญ่ที่มีความดันใกล้จุดวิกฤต เช่น ความหนืด การป้อนญาติและความแรงตัวทำละลาย ซึ่งล้วนเกี่ยวข้องกับความหนาแน่น ที่อุณหภูมิสูงขึ้น น้ำเริ่มจะทำตัวเหมือนเป็นก๊าซที่สามารถเห็นได้ในรูปที่ 2 คาร์บอนไดออกไซด์ที่ 400 K , ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเกือบเป็นเส้นตรงกับความดัน .
ก๊าซแรงดันหลายเป็นจริงของเหลวยิ่งยวด . เช่น ไนโตรเจนมีจุดวิกฤตของ 126.2k ( - 147 ° C ) และ 3.4 MPa ( 34 บาร์ ) ดังนั้น ไนโตรเจน หรือ ลมอัดในถังก๊าซข้างต้นความดันนี้เป็นจริงของไหลเหนือวิกฤต . เหล่านี้จะเป็นที่รู้จักกันมักจะเป็นปัญหาถาวร ที่อุณหภูมิห้อง จะสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตของพวกเขาและดังนั้นจึงทำตัวเป็นก๊าซ CO2 ที่ 400k คล้ายกับข้างต้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาก็ไม่สามารถจะเหลว โดยความดันถ้าเย็นต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต [ แก้ไข ]
.
อุณหพลศาสตร์ใน ปี ล่าสุด มีความพยายามอย่างมาก ได้รับการอุทิศเพื่อการศึกษาสมบัติต่างๆของของไหลเหนือวิกฤต .นี้ได้รับข้อมูลที่น่าตื่นเต้นที่มีประวัติยาวนานตั้งแต่ 1822 เมื่อ cagniard บารอนชาร์ลส์ เดอ ลา ทัวร์ พบของเหลวยิ่งยวด ขณะที่การทดลองที่เกี่ยวข้องกับความไม่ต่อเนื่องของเสียงในปิดผนึกปืนใหญ่บาร์เรลที่เต็มไปด้วยของเหลวต่าง ๆ ที่อุณหภูมิสูง เมื่อเร็วๆ นี้ ของเหลวยิ่งยวดได้เริ่มที่จะใช้ในการใช้งานที่สำคัญหลายตั้งแต่การสกัดกลิ่นหอมดอกไม้จากดอกไม้เพื่อการใช้งานในอาหารวิทยาศาสตร์ เช่น การสร้างกาแฟไม่มีคาเฟอีน , หน้าที่ส่วนผสมอาหาร , ยา , เครื่องสำอาง , เม็ด , ผง , ไบโอ - และวัสดุงานระบบ นาโน ผลิตภัณฑ์ ธรรมชาติ และไบโอเทคโนโลยีชีวภาพ , ฟอสซิลเชื้อเพลิง เทคโนโลยี พลังงาน และสิ่งแวดล้อมมากของความตื่นเต้นและความสนใจของทศวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากการความคืบหน้าในการเพิ่มพลังงานมหาศาล เครื่องมือทดลองที่เกี่ยวข้อง การพัฒนาวิธีการสอนใหม่และปรับปรุงที่มีอยู่ยังคงมีบทบาทสำคัญในเขตนี้ มีงานวิจัยล่าสุดที่เน้นคุณสมบัติทางพลศาสตร์ของของไหล ดิมา bolmatov
V V brazhkin และเคtrachenko ค้นพบว่าความร้อนเฉพาะแสดงให้เห็นครอสโอเวอร์ระหว่างสองระบอบแตกต่างแบบไดนามิกของอุณหภูมิอุณหภูมิสูงไม่แข็งเหลวและก๊าซแข็งเหมือนของไหล [ 4 ] แข็งของเหลวจะแข็ง แข็งเหมือนในระดับเวลาที่สั้น แต่ไหลเหมือนน้ำในระดับเวลานาน ; [ 5 ] ในขณะที่ก๊าซ - ของเหลวมีการเคลื่อนไหวเช่น พลศาสตร์ของก๊าซ แต่สามารถละลายวัสดุเหมือนของเหลว ไขว้ท้าทายในปัจจุบันถือความเชื่อที่ไม่มีความแตกต่างได้ระหว่างก๊าซและของเหลวเหนือจุดวิกฤตและรัฐ supercritical เป็นเนื้อเดียวกันในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ bolmatov กับเพื่อนร่วมงานสูตรทฤษฎีของความจุความร้อนและอุณหพลศาสตร์ระบบข้างต้นแบบไขว้ ในทางทฤษฎีนั้นพลังงานและความจุความร้อนจะถูกควบคุมโดยความยาวที่น้อยที่สุดของโหมดตามยาวในระบบเท่านั้น และไม่ได้พึ่งพาเฉพาะระบบโครงสร้างและการโต้ตอบ ดิมา bolmatov กับเพื่อนร่วมงานทำนายความสัมพันธ์ระหว่างวิกฤต exponents ของความจุความร้อนและความหนืดและได้รับอำนาจกฎหมายสำหรับรัฐ supercritical [ 6 ]
ด้วยยอดขายเกิดขึ้นภายในเปลือกโลกที่ของเหลวกลายเป็นเร่าร้อน และเริ่ม convect . ของเหลวเหล่านี้จะคิดไปถึงภาวะวิกฤตภายใต้จำนวนของการตั้งค่าที่แตกต่างกัน เช่น ในการก่อตัวของ porphyry ทองแดงเงินฝาก หรือการไหลเวียนของอุณหภูมิของน้ำทะเลสูงในพื้นทะเล ที่สันเขากลางมหาสมุทร ,การหมุนเวียนนี้จะเห็นได้ชัดมากที่สุด โดยลักษณะของ hydrothermal vents ที่เรียกว่า " สูบบุหรี่ " สีดำ เหล่านี้มีขนาดใหญ่ ( เมตรสูง ) ปล่องไฟของซัลไฟด์ และเน็ตสเคปซึ่งระบายของเหลวขึ้น ~ 400 องศา ของเหลวที่ปรากฏเช่นเมฆควันสีดำโขมงใหญ่เนื่องจากการตกตะกอนของโลหะที่ละลายในของเหลวมีแนวโน้มว่า ที่ความลึกหลายของเว็บไซต์เหล่านี้ระบายถึงภาวะวิกฤต แต่ส่วนใหญ่เพียงพอเย็นตามเวลาที่พวกเขามาถึงทะเลพื้นเป็นใต้วิกฤติ หนึ่งโดยเฉพาะช่องลมเว็บไซต์บ่อเต่า ได้แสดงระยะเวลาสั้น ๆของ supercriticality ที่ช่องเว็บไซต์ เพิ่มเติมเว็บไซต์ของบีบีในเคย์แมน ราง คือคิดการแสดงที่ยั่งยืน supercriticality [ 7 ]
ระบายออกมาได้ดาวเคราะห์ ( [ แก้ไข ]
บรรยากาศของดาวศุกร์เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 96.5% และ 3.5% ต่อ พื้นผิวความดัน 10 เมกะปาสคาล ( 93 บาร์ ) และอุณหภูมิเป็นคุณ K เหนือจุดวิกฤตทั้งทางหลักและทำให้ผิวของไหลเหนือวิกฤต
บรรยากาศ .บรรยากาศภายในของระบบสุริยะของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดวิกฤตของพวกเขา และก๊าซนอกบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ได้อย่างราบรื่นในการเปลี่ยนแปลงภายในของเหลว ในขณะที่ธรรมชาติของการเปลี่ยนโซนของดาวเนปจูนดาวยูเรนัสจะไม่รู้จักแบบจำลองของดาวเคราะห์นอกระบบ 5.56x45 มม. นาโต E และกลีส 876 d มีมุมมองมหาสมุทร pressurized ของไหลภาวะเหนือวิกฤตน้ำกับแผ่นทึบสูงแรงดันน้ำแข็งที่ด้านล่าง การแก้ไข ]

[ ]
การสกัด supercritical fluid [ แก้ไขข้อดีของการสกัด supercritical fluid ( เมื่อเทียบกับการสกัดของเหลวด้วยของเหลว ) ที่ค่อนข้างรวดเร็ว เพราะความหนืดต่ำและ diffusivities สูงที่เกี่ยวข้องกับของเหลวยิ่งยวด . การสกัดสามารถเลือกที่จะมีขอบเขตโดยการควบคุมความหนาแน่นของตัวกลางและแยกวัสดุโดยเพียงแค่ depressurizing ได้อย่างง่ายดายกู้คืน ,ให้ของไหลยิ่งยวดเพื่อกลับไปยังสถานะแก๊ส และระเหยไปเพียงเล็กน้อยหรือไม่ตกค้างของตัวทำละลาย คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวทำละลายภาวะเหนือวิกฤต ที่พบมากที่สุด มันถูกใช้ในขนาดใหญ่สำหรับ decaffeination ของเมล็ดกาแฟสีเขียว , การสกัดกระโดดสำหรับการผลิตเบียร์ , [ 8 ] และการผลิตน้ํามันหอมระเหย และเภสัชกรรมผลิตภัณฑ์จากพืชไม่กี่วิธี รวมถึงการใช้ห้องปฏิบัติการทดสอบการสกัด supercritical fluid เป็นวิธีสกัดแทนการใช้ตัวทำละลายแบบดั้งเดิม [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
[ ]
แก้ไขการของไหลภาวะเหนือวิกฤตวิกฤตน้ำสามารถใช้ในการย่อยสลายชีวมวลผ่านน้ำที่สภาวะเหนือวิกฤตก๊าซชีวมวล [ 12 ] ของชีวมวล ก๊าซชนิดนี้สามารถใช้เพื่อผลิตสารประกอบไฮโดรคาร์บอนสำหรับใช้ในอุปกรณ์การเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพหรือเพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง . ในกรณีหลัง ,ผลิตไฮโดรเจนได้สูงกว่าปริมาณไฮโดรเจนของชีวมวลเนื่องจากปฏิรูปด้วยไอน้ำที่น้ำเป็นไฮโดรเจน ให้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาโดยรวม .
บริการซักแห้ง [ แก้ไข ]
supercritical ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( SCD ) สามารถใช้แทน PERC ( น้ำยาซักแห้ง ) หรืออื่น ๆที่ไม่พึงประสงค์ตัวทำละลายซักแห้ง . sometimesintercalates supercritical ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงในปุ่ม และเมื่อมีการสนทนา depressurized SCD , ป๊อป หรือแตก ผงซักฟอกที่ละลายในคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่ม solvating พลังของตัวทำละลาย [ 13 ]
supercritical fluid โครม [ แก้ไข ]
supercritical fluid chromatography ( SFC ) สามารถใช้ในขั้นวิเคราะห์ ซึ่งมันรวมหลายของเป็น